1. Vielas sasilšana un atdzišana. Vielas īpatnējā siltumietilpība

Siltuma daudzums, kas ir nepieciešams ķermeņa sasildīšanai, ir atkarīgs no sasildāmā ķermeņa masas, no temperatūras starpības par kādu vēlamies ķermeni sasildīt, un no ķermeni veidojošās vielas. Katru vielu raksturo vielas īpatnējā siltumietilpība.

Vielas īpatnējā siltumietilpība ir skaitliski vienāda ar siltuma daudzumu, kas nepieciešams, lai sasildītu 1 kg vielas par 1

° C

vai 1

K

. Īpatnējās siltumietilpības mērvienība ir

\frac{J}{kg \cdot {}^{o}C}

vai

\frac{J}{kg \cdot K}

Dažādām vielām to temperatūras paaugstināšanai par 1

K

vai 1

° C

jāpievada atšķirīgs siltuma daudzums. Piemēram, ūdens īpatnējā siltumietilpība ir 4200

\frac{J}{kg \cdot K}

, bet čuguna — 1150

\frac{J}{kg \cdot K}

. Lielas siltumietilpības dēļ ūdeni izmanto kodolreaktora dzesēšanas sistēmā. Kodolreaktora dzesēšanai ir nepieciešams liels ūdens apjoms – viena reaktora dzesēšanai var būt vajadzīgi līdz pat 136 miljoni litru ūdens diennaktī. Tāpēc daudzi reaktori pasaulē ir uzbūvēti jūras vai okeāna tuvumā.

Sadzīvē plaši izmanto čuguna traukus (piemēram, čuguna katlus un čuguna pannas). Pateicoties to lielajai siltumietilpībai, ēdiens lēnām uzkarst un lēnām atdziest.

Īpatnējā siltumietilpība ir atkarīga ne tikai no vielas īpašībām, bet arī no tā, kādā procesā viela saņem siltumu. Ja gāzi silda nemainīgā spiedienā, tā izplešas un veic darbu. Tāpēc, lai sasildītu gāzi par 1

K

nemainīgā spiedienā, tai jāpiešķir lielāks siltuma daudzums nekā tad, ja to silda nemainīgā tilpumā.

Šķidrumi un cieti ķermeņi, sasilstot, izplešas ļoti maz, tāpēc to īpatnējās siltumietilpības, kas atbilst nemainīgam tilpumam un nemainīgam spiedienam, būtiski neatšķiras.

Grafikā attēlota temperatūras izmaiņa laikā diviem vienādas masas vielas paraugiem - vielai V un vielai N. Katrai vielai pievada vienādu siltuma dauzdumu.

Vielas tiek sildītas vienādos traukos.

Grafikā redzams, ka, saņemot vienu un to pašu siltuma daudzumu, vielas N temperatūra pieaug mazāk nekā vielas V. Var secināt, ka vielai N ir lielāka īpatnējā siltumietilpība.

Jo lielāka vielas īpatnējā siltumietilpība,
jo ilgāks laiks ir nepieciešams, lai paaugstinātu vielas parauga temperatūru (pie nosacījuma, ka sildītāja jauda nemainās).